Curdlan запобігає когнітивному дефіциту, викликаному дієтою з високим вмістом жиру у мишей, через вісь кишково-мозку
Сяоін Ян
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Мінсюань Чжен
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Шаньшань Хао
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Хонглі Ши
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Даньхон Лін
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Сі Чень
2 Інститут охорони здоров'я та медичних досліджень Illawarra (IHMRI), Медичний факультет, Університет Воллонгонг, Воллонгонг, штат Нью-Йорк, Австралія
Алек Бечваровський
2 Інститут охорони здоров'я та медичних досліджень Illawarra (IHMRI), Медичний факультет, Університет Воллонгонг, Воллонгонг, штат Нью-Йорк, Австралія
Вей Пан
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Пен Чжан
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Мінмін Ху
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Сю-Фен Хуан
2 Інститут охорони здоров'я та медичних досліджень Illawarra (IHMRI), Медичний факультет, Університет Воллонгонг, Воллонгонг, штат Нью-Йорк, Австралія
Куйян Чжен
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Інхуа Ю
1 Ключова лабораторія імунітету та обміну речовин Цзянсу, кафедра біології та імунології патогенів, медичний університет Сюйчжоу, м. Сюйчжоу, Китай
Пов’язані дані
Усі набори даних, створені для цього дослідження, включені до статті/Додаткового матеріалу.
Анотація
Вступ
Ожиріння, яке є основною проблемою в галузі охорони здоров'я, не тільки тісно пов'язане із цукровим діабетом 2 типу, серцево-судинними захворюваннями, раком, депресією та іншими хронічними захворюваннями, але також є фактором ризику нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера (AD) та судинна деменція (Fruh, 2017; O'Brien та ін., 2017). Нейрозапалення є ознакою нейродегенеративних захворювань, пов’язаних з дієтою з високим вмістом жиру (ФВ) (Francis and Stevenson, 2013; Subhramanyam et al., 2019). Мікробіота кишечника відіграє важливу роль у роботі мозку та поведінці через вісь кишечника та мозку, тоді як дисбіоз мікробіоти має вирішальне значення у нейрозапаленні та когнітивних порушеннях (Erny et al., 2015; Sharon et al., 2016). Наприклад, розвиток мозку є аномальним, коли мікробіота кишечника відсутня у тварин, що не містять мікробів (Gareau et al., 2011; Clarke et al., 2013). Попередні дослідження без грибкових та антибактеріальних гризунів без патогенних гризунів показали, що дисбіоз мікробіоти кишечника негативно впливає на нейрогенез гіпокампа та розвиток мозку шляхом активації мікроглії (Erny et al., 2015; Sharon et al., 2016). Отже, дисбіоз мікробіоти кишечника є, очевидно, ключовим ініціюючим фактором нейрозапалення та подальшої дисфункції нейронів (Frohlich et al., 2016; Rogers et al., 2016; Sharon et al., 2016).
У цьому дослідженні модель ВЧ-дієтичної миші була використана для індукування когнітивних порушень і згодом оцінки ефекту добавки кудлану з їжею на різні параметри, включаючи склад мікробіоти кишечника, товщину слизу товстої кишки та білок щільного з'єднання та рівень ендотоксину в сироватці крові (LPS). . Крім того, прокогнітивну ефективність курдлану в цій моделі оцінювали шляхом вивчення нейрозапалення, рівня синаптичного білка та ультраструктури префронтальної кори (ПФК) та гіпокампу, які є двома ключовими сферами когніції. Це дослідження пропонує перші докази того, що дієтичні добавки з курдланом можуть покращити дисбактеріоз кишечника та захистити від когнітивних порушень при ожирінні, спричиненому дієтою, через вісь кишечника та мозку.
Матеріали і методи
Тварини та лікування
Аналіз мікробіоти кишечника
ДНК виділяли із вмісту сліпої кишки та проводили секвенування 16S рРНК, як описано раніше (Sun et al., 2019). Геномну ДНК із вмісту сліпої кишки витягували за допомогою набору ДНК для стільця HiPure (Magen, Пекін, Китай). Регіон V4 генів 16S рРНК ампліфікували та секвенували на платформі Illumina Miseq 2500 (Shanghai Majorbio Biopharm Technology Co., Ltd., Шанхай, Китай). Оперативні таксономічні одиниці (OTU) та таксономія кожної послідовності гена 16S рРНК були проаналізовані, як повідомлялося раніше (Zhang et al., 2019).
Визначення LPS
Концентрацію LPS у сироватці крові визначали за допомогою хромогенного набору TAL кінцевої точки (Xiamen Bioendo Technology Co., Ltd., Xiamen, China). Поглинання вимірювали при 545 нм за допомогою спектрофотометра (Asuragen ClinBio128, США) з вимірюваними концентраціями в діапазоні від 0,1 до 1,0 ЄС/мл. Всі зразки для вимірювань LPS проводили у двох примірниках.